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Die Erfindung betrifft einen Handhabungsroboter für Ladungsträger mit einer Bewegungseinheit gemäß dem Patentanspruch 1.
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In Fertigungsprozessen beispielsweise in der Kraftfahrzeugproduktion kommen häufig Handhabungsroboter zum Einsatz. Dabei bezeichnen Handhabungsroboter insbesondere eine Art von Industrierobotern, welche für einen Materialfluss beispielsweise von einer Wirksstelle zu einer anderen Wirksstelle in der Produktion vorgesehen sind. Somit können die Handhabungsroboter zum Fördern und auch zum Lagern verwendet werden. Dabei werden häufig, sowohl zum Fördern, als auch zum Lagern, für eine einfache Handhabung von Bauteilen Ladungsträger, insbesondere Kleinladungsträger, verwendet. Diese sind beispielsweise als, insbesondere faltbare, Kisten beziehungsweise Behälter ausgebildet und können beispielsweise aus EPP (expandiertem Polypropylen) gefertigt sein. Für die Lagerung werden die Ladungsträger beispielsweise in Regalen aufbewahrt und für die Förderung auf so genannten Rollbahnen bewegt.
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So zeigt die
CN 207 903 268 U einen Handhabungsroboter, der eine Antriebseinheit, eine Lagereinheit und eine Transfereinheit umfasst.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Handhabungsroboter bereitzustellen, der besonders kompakt und flexibel und somit beispielsweise auch besonders mobil einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
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Der erfindungsgemäße Handhabungsroboter für einen Ladungsträger, insbesondere einen Kleinladungsträger, umfasst eine Bewegungseinheit, welche einen omnidirektionalen Antrieb aufweist. Der erfindungsgemäße Handhabungsroboter umfasst ferner eine an der Bewegungseinheit angeordnete, ausfahrbare Hubeinheit und einen mittels des Ausfahrens der Hubeinheit anhebbaren, drehbaren Drehteller zum Ablegen des Ladungsträgers. Der Drehteller ist also dazu ausgebildet, dass der Ladungsträger auf ihm abgelegt wird. Ferner umfasst der erfindungsgemäße Handhabungsroboter eine Greifvorrichtung, welche wenigstens ein Greifelement aufweist, durch welches der Ladungsträger anhebbar und somit insbesondere durch die Greifvorrichtung aufnehmbar ist. Das wenigstens eine Greifelement ist relativ zum Drehteller verlagerbar, wodurch ein Positionieren des Ladungsträgers auf dem Drehteller ermöglicht wird.
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Mit anderen Worten ist ein Handhabungsroboter vorgesehen, welcher mittels einer Bewegungseinheit omnidirektional, das heißt in jede gewünschte Richtung, bewegbar und somit insbesondere fahrbar ist. Dabei umfasst der Handhabungsroboter eine ausfahrbare Hubeinheit, das heißt in einem nicht ausgefahrenen Zustand der Hubeinheit ist eine Höhe des Handhabungsroboters geringer als bei ausgefahrener Hubeinheit, da die Hubeinheit zum Anheben des Drehtellers und somit zum Anheben des Ladungsträgers in Hochrichtung (insbesondere parallel zum Schwerkraftfeld der Erde) ausfahrbar und somit verlängerbar ist. Die Hubeinheit ist also nicht ein, wie beispielsweise im Stand der Technik gezeigt, an einem starren Gestell, welches die Höhe des Handhabungsroboters bestimmt, verfahrbares Element. Die erfindungsgemäße Hubeinheit ist beispielsweise teleskopartig ausfahrbar und somit in ihrer Länge variierbar, wodurch auch die Höhe des Handhabungsroboters variierbar ist. Der Drehteller ist insbesondere vollständig, das heißt um 360 Grad drehbar. Dabei ist die Drehachse des Drehtellers, im Wesentlichen parallel der durch die Hubeinheit beim Anheben beziehungsweise Ausfahren der Hubeinheit realisierten Bewegungsrichtung. Das Greifelement ist insbesondere beispielsweise translatorisch und/oder rotatorisch relativ zu dem Drehteller verlagerbar, insbesondere beispielsweise mittels Aktoren, wie Linearelementen, verfahrbar, wodurch das Positionieren des Ladungsträgers auf dem Drehteller besonders flexibel durchführbar ist.
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Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Serienproduktion von Kraftfahrzeugen an einem Montageband ein Materialfluss von einer Materialbereitstellung abhängt, welche häufig, insbesondere durch Routenzugfahrer, manuell, insbesondere zwischen Routenzug und Bereitstellungsregal, erledigt wird. Diese Arbeit kann insbesondere monoton und unergonomisch sein. Zusätzlich werden immer mehr Routenzüge durch autonome Routenzüge ersetzt, so dass gar keine Routenzugfahrer vor Ort sind, um diese Arbeiten zu erledigen.
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Als Ladungsträger kommen beispielsweise so genannte Kleinladungsträger zum Einsatz, in welchen Bauteile bereitgestellt werden, welche beispielsweise bis zu 15 Kilo wiegen können. Ein Routenzugfahrer muss bei manueller Handhabung bei Sicht eines leeren Ladungsträgers anhalten und absteigen, um beispielsweise Rollenbahnen mit neuen Ladungsträgern wieder zu befüllen. Die leeren Ladungsträger werden vom Routenfahrer entnommen und mittels des Routenzugs weiter bis zu einer Endstation transportiert, wo diese abgegeben werden. Durch den erfindungsgemäßen Handhabungsroboter kann auf besonders vorteilhafte Weise der Ladungsträger beispielsweise auf eine entsprechende Rollbahn gesetzt werden.
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Darüber hinaus ist bei Handhabungsrobotern des Stands der Technik beispielsweise nachteilig, dass sie aufgrund eines großen Aufbaus nicht in engen Gängen eingesetzt werden können, wodurch beispielsweise besonders viel Platz bei der Fertigung benötigt wird. Zusätzlich oder darüber hinaus ist nur eine unzureichende Höhenverstellung und/oder unflexible Greiftechnik vorgesehen. Ferner fehlt eine omnidirektionale Bewegung beispielsweise für flexibles Navigieren.
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Somit ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Handhabungsroboter ein besonders kleiner, besonders wendiger Roboter, der für den autonomen Transport und die Handhabung von Ladungsträgern aus dem Routenzug, Regalen und/oder Rollbahnen geeignet ist. Dabei ist einer der Vorteile des Handhabungsroboters die kompakte Bauweise. Durch den drehbaren Drehteller und die Hubeinheit ist eine Handhabung der Ladungsträger beispielsweise über eine komplette Höhe von Fächern, Gestellen und/oder Bereitstellungsregalen möglich. Aufgrund der flexiblen Greifvorrichtung mit dem wenigstens einen Greifelement können unterschiedliche Ladungsträger gegriffen werden. Darüber hinaus ist durch die omnidirektionale Fahrweise ein besonders flexibles Rangieren möglich. Ferner könnte eine autonome Fortbewegung durch eine Steuerungseinheit, beispielsweise mittels Laser-Navigation vorgesehen sein. Darüber hinaus ist eine Orientierungsänderung des Ladungsträgers auf dem Handhabungsroboter möglich. Schließlich wird die Arbeitskraft insbesondere eines Routenfahrers geschont. Ferner können sich Kosteneinsparungen, insbesondere durch Automatisierung der Prozessschritte im Materialfluss, ergeben.
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In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Hubeinheit wenigstens eine, insbesondere dreistufige, Hubsäule auf, an welcher der Drehteller, insbesondere zumindest indirekt, befestigt ist, wodurch das Anheben beziehungsweise ein Höhenverstellen des Drehtellers des Handhabungsroboters ermöglicht wird. In anderen Worten ist die ausfahrbare Hubeinheit wenigstens als eine teleskopartig ausfahrbare Hubsäule ausgebildet. Bei der Hubsäule ist beispielsweise eine Drehbewegung eines Aktors umsetzbar in eine lineare Bewegung, welche ein Ausfahren und somit eine Verlängerung der Hubsäule ermöglicht, wodurch der Drehteller anhebbar ist. Daher ist der Drehteller insbesondere an dem beziehungsweise einem besonders gegenüber dem Teil der Hubeinheit, welcher an der Bewegungseinheit angeordnet ist, ausfahrbaren Bereich angeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Hubeinheit des Handhabungsroboters besonders kompakt ausgebildet werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der omnidirektionale Antrieb aus wenigstens vier omnidirektionalen Antriebselementen ausgebildet. Mit anderen Worten weist die Bewegungseinheit vier Antriebselemente auf, von denen jedes derart bewegbar und steuerbar ist, dass der Handhabungsroboter omnidirektional bewegt werden kann. So kann jedes der Antriebselemente beispielsweise als Fahr-Dreh-Modul oder beispielsweise als Mecanum-Rad und/oder als Allseitenrad ausgebildet sein. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders vorteilhaft rangieren kann, wodurch der Handhabungsroboter beispielsweise in engen Gängen eingesetzt werden kann. Somit können Lagerflächen effizient genutzt werden, wodurch ein weiterer Vorteil des Handhabungsroboters ist, dass besonders vorteilhaft Kosten gespart werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Handhabungsroboter wenigstens zwei Hubsäulen, wobei eine erste der Hubsäulen zwischen zwei der vier Antriebselemente angeordnet ist und eine zweite der Hubsäulen zwischen den beiden anderen omnidirektionalen Antriebselementen beziehungsweise zwischen zwei weiteren der Antriebselemente angeordnet ist. Dabei ist der anhebbare Drehteller zwischen den beiden Hubsäulen angeordnet. Mit anderen Worten ist jeweils eine von zwei Hubsäulen, beispielsweise mit einer Traverse, welche zwei der Antriebselemente verbindet, zwischen diesen Antriebselementen gelagert. Dabei beabstandet der Drehteller die beiden Hubsäulen und somit jeweils paarweise die beiden Antriebselemente voneinander. Somit ist der Drehteller zumindest nicht vollständig oberhalb der Hubeinheit beziehungsweise der beiden Hubsäulen angeordnet, sondern zumindest teilweise, insbesondere wenn der Drehteller nicht angehoben ist, zwischen diesen. Dadurch ergibt sich, insbesondere in Kombination mit der Anordnung der Antriebselemente die Möglichkeit, dass der Drehteller besonders vorteilhaft möglichst nahe Richtung einem Boden, auf welchem der Handhabungsroboter angeordnet ist, abgesenkt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehteller über wenigstens ein Verstellelement an der Hubeinheit gehalten und dadurch gegenüber der Hubeinheit höhenverstellbar und/oder insbesondere translatorisch in wenigstens eine Raumrichtung, verfahrbar. Mit anderen Worten ist der Drehteller derart an der Hubeinheit gehalten, dass er gegenüber der Hubeinheit beispielsweise entlang einer Achse mittels wenigstens eines Aktors relativ zu der Hubeinheit verfahren werden kann. Ist das Verstellelement beispielsweise so ausgestaltet, dass er gegenüber der Hubeinheit höhenverstellbar ist, kann der Drehteller zusätzlich durch den Hub der ausfahrbaren Hubeinheit noch um eine Bewegungslänge des Verstellelements höhenverstellt werden, wodurch der Drehteller beispielsweise besonders nahe an den Boden verfahren werden kann, so dass der Handhabungsroboter beispielsweise einen Ladungsträger direkt vom Boden oder in niedriger Höhe aufnehmen und auf den Drehteller befördern kann. Zusätzlich oder alternativ ist das Verstellelement derart ausgeformt, dass der Drehteller beispielsweise relativ zur Hubeinheit quer zur Hubrichtung beziehungsweise Höhenverstellung verfahren werden kann. Dadurch ist der Handhabungsroboter beispielsweise vorteilhaft dazu ausgebildet, dass der Drehteller beispielsweise möglichst nah an ein Regal herangefahren werden kann, aus welchem der Ladungsträger aufgenommen oder in welches der Ladungsträger eingebracht werden muss, unabhängig davon, wie nah beispielsweise ein Heranfahren im unteren Bereich an das Regal durch die Bewegungseinheit möglich ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders flexibel eingesetzt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verstellelement eine erste Linearachse zum Höhenverstellen und/oder eine zweite Linearachse zum Verfahren des Drehtellers im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung. Mit anderen Worten wird die Möglichkeit des Höhenverstellens und/oder Verfahrens des Verstellelements durch eine Linearachse, welche insbesondere jeweils elektrisch angetrieben werden kann, realisiert beziehungsweise ermöglicht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter beispielsweise besonders kompakt ausgebildet werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Greifvorrichtung wenigstens ein Linearelement auf, durch welches das wenigstens eine Greifelement relativ zum Drehteller, insbesondere zu seiner Höhe und/oder seiner Orientierung, verlagerbar ist. Mit anderen Worten ist die Greifvorrichtung derart ausgebildet, dass sie beispielsweise mittels Aktoren das Greifelement in Höhe und/oder Position relativ zum Drehteller verlagern kann, so dass beispielsweise auf besonders vorteilhafte Weise der Ladungsträger auf dem Drehteller positionierbar ist beziehungsweise unterschiedliche Arten von Ladungsträgern besonders vorteilhaft auf dem Drehteller aufgebracht und/oder entfernt beziehungsweise angehoben werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Erfassungseinrichtung mit wenigstens einer an der Greifvorrichtung angeordneten Kamera zum Erfassen des Ladungsträgers vorgesehen. Mit anderen Worten weist die Greifvorrichtung eine Kamera auf, welche insbesondere den Drehteller und/oder einen Bereich in einer Umgebung, welche dem Drehteller zugewandt ist, erfassen kann. Ihre Bilder kann die Kamera an die Erfassungseinrichtung bereitstellen, wobei diese und/oder die Kamera selbst beispielsweise mit maschinellem Sehen betreibbar ist. So können die erfassten Bilder mittels maschinellen Sehens, Englisch: Computer Vision, analysiert werden, so dass durch den Handhabungsroboter seine Umgebung dergestalt erfassbar ist, dass dieser selbständig Ladungsträger erkennt und deren Position insbesondere relativ zur Greifvorrichtung beziehungsweise zu sich selbst bestimmen kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders autonom betrieben werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Greifelement als Sauggreifer und/oder als ein Hakengreifer ausgebildet. Mit anderen Worten weist die Greifvorrichtung einen Sauggreifer zum Fassen des Ladungsträgers auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Greifvorrichtung einen Hakengreifer aufweisen. Insbesondere durch den Sauggreifer wird ermöglicht, dass der Ladungsträger unabhängig von seiner Art besonders vorteilhaft angehoben und somit auf und/oder von dem Drehteller befördert werden kann. Insbesondere in Kombination zwischen Saug- und Hakengreifer ergibt sich ferner die Möglichkeit, dass beispielsweise auch Ladungsträger, deren Oberfläche für einen Sauggreifer schwer zu fassen ist, angehoben werden können. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders vorteilhaft betrieben werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zum Bewegen des Handhabungsroboters mittels der Bewegungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung und wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen, wobei das Bewegen in Abhängigkeit von Sensordaten der wenigstens einen Sensoreinheit durch die Steuerungseinrichtung steuerbar ist. Mit anderen Worten weist der Handhabungsroboter eine Sensoreinrichtung auf, welche insbesondere eine Umgebung des Handhabungsroboters erfasst, wobei anhand der Erfassung die Steuerungseinrichtung den Roboter in der Umgebung bewegen kann. Dabei kann die Sensoreinrichtung beispielsweise die Kamera der Erfassungseinrichtung und zusätzlich oder alternativ eine weitere Kamera umfassen. Ferner kann die Sensoreinrichtung insbesondere beispielsweise eine Laser- Navigation ermöglichen und beispielsweise als Lidar ausgebildet sein. Durch die Steuerungseinrichtung kann der Handhabungsroboter sich nun insbesondere autonom bewegen, wobei er beispielsweise nicht nur eine einfache Navigation im Raum ausführt, sondern zusätzlich eine simultane Positionsbestimmung und Kartierung der Umgebung ermöglicht, was im Englischen als so genanntes Slam-Verfahren bezeichnet wird. Das Slam-Verfahren dient somit besonders vorteilhaft dem Erkennen von Hindernissen und unterstützt die autonome Navigation. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders autonom eingesetzt werden kann.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Perspektivansicht eines Handhabungsroboters mit einem Hubelement in ausgefahrener Position;
- 2 eine schematische Perspektivansicht des Handhabungsroboters gemäß 1 mit der Hubeinheit in eingefahrenem Zustand;
- 3 eine schematische Draufsicht auf den Handhabungsroboter;
- 4 eine schematische Vorderansicht des Handhabungsroboters mit der eingefahrenen Hubeinheit;
- 5 eine schematische Seitenansicht des Handhabungsroboters mit der ausgefahrenen Hubeinheit; und
- 6 einen schematischen Entnahme- und Abgabeprozess des Handhabungsroboters.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Handhabungsroboter 1 für einen Ladungsträger 2. Der Handhabungsroboter 1 dient insbesondere einem Materialfluss, beispielsweise bei einer Kraftfahrzeugproduktion, bei welchem in dem jeweiligen Ladungsträger 2 aufgenommene Bauteile beispielsweise an Wirkstellen und/oder Lagerstellen transportiert werden. Der Ladungsträger 2 ist insbesondere als faltbarer Kleinladungsträger ausgebildet ist. So dient der Handhabungsroboter 1 insbesondere auch dem Fördern und/oder Lagern der in den Ladungsträgern 2 aufgenommenen Bauteile.
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Der Handhabungsroboter umfasst eine Bewegungseinheit 3, welche einen omnidirektionalen Antrieb 4 aufweist. An der Bewegungseinheit 3 ist eine ausfahrbare Hubeinheit 5 angeordnet, wobei mittels des Ausfahrens der Hubeinheit 5 ein Drehteller 6 angehoben werden kann beziehungsweise anhebbar ist. Der Drehteller 6 dient zum Ablegen des Ladungsträgers 2. Ferner umfasst der Handhabungsroboter 1 eine Greifvorrichtung 7, welche wenigstens ein Greifelement 8 aufweist, durch welches der Ladungsträger 2 anhebbar ist und welches relativ zum Drehteller 6 zum Positionieren des Ladungsträgers 2 auf dem Drehteller 6 verlagerbar ist.
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Der gezeigte Handhabungsroboter 1 kann besonders klein und/oder besonders wendig ausgebildet werden und ist insbesondere für den autonomen Transport und die Handhabung von Ladungsträgern 2 beispielsweise in der Kraftfahrzeugproduktion geeignet.
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Vorteilhafterweise umfasst die Hubeinheit 5 wenigstens eine, insbesondere dreistufige, teleskopartig ausfahrbare Hubsäule 9, an welcher der Drehteller 6 zumindest indirekt befestigt und dadurch entlang der Richtung des Ausfahrens der Hubeinheit anhebbar beziehungsweise höhenverstellbar ist. Vorteilhafterweise umfasst der omnidirektionale Antrieb 4 insbesondere vier omnidirektionale Antriebselemente 10. Diese können beispielsweise jeweils als Mecanum -Rad, als Allseitenrad und/oder als Fahr-Dreh-Modul ausgebildet sein. Dadurch ist es dem Handhabungsroboter 1 möglich, durch seine Bewegungseinheit 3 zu beliebigen Zeiten direkt in eine beliebige Richtung loszufahren beziehungsweise fahren zu können.
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Um den Drehteller 6 insbesondere mittels der Hubeinheit vorteilhafterweise besonders weit nach unten bewegen zu können und/oder um eine zusätzliche besonders große Flexibilität beim Verfahren des Handhabungsroboters 1 zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass eine erste Hubsäule 9 zwischen zwei der Antriebselemente 10 angeordnet ist und eine zweite Hubsäule 9 zwischen den beiden anderen Antriebselementen 10 angeordnet ist und der anhebbare und insbesondere um 360 Grad drehbare Drehteller 6 zwischen den beiden Hubsäulen 9 angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise verfügt der Handhabungsroboter 1 über wenigstens ein Verstellelement 11, durch welches der Drehteller 6 an der Hubeinheit 5 gehalten ist und dadurch gegenüber der Hubeinheit 5 höhenverstellbar und/oder verfahrbar ist. Dabei ist vorteilhafterweise das jeweilige Verstellelement 11 durch eine erste Linearachse 12 ausgebildet, welche zum Höhenverstellen des Drehtellers 6 dient. Zusätzlich oder alternativ weist das Verstellelement 11 wenigstens eine zweite Linearachse 13 auf, welche zum Verfahren des Drehtellers 6 im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung dient. Das heißt die wenigstens eine zweite Linearachse 13 dient dazu, den Drehteller 6 insbesondere translatorisch, beispielsweise relativ zu einer Grundfläche des Handhabungsroboters 1, welche durch die Antriebselemente 10 bestimmt wird, vor und zurück zu verfahren, sodass für eine Aufnehmen und/oder Abgeben des Ladungsträgers 2 der Drehteller 6 beispielsweise besonders nah an ein Regal gebracht werden kann. Die wenigstens eine Linearachse 12 dient zum Höhenverstellen des Drehtellers 6 gegenüber der Hubeinheit 5, sodass dadurch beispielsweise der Drehteller 6 besonders weit nach oben beziehungsweise besonders nahe an einen Boden gefahren werden kann. So zeigt 1 die Linearachsen 12 derart bewegt, dass der Drehteller 6 maximal nach oben verfahren ist. Wohingegen in der 2 zu sehen ist, dass der Drehteller 6 besonders weit nach unten verfahren ist.
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Die 2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht den Handhabungsroboter 1 gemäß 1 in einer Position, in welcher sich die ausfahrbare Hubeinheit 5, welche insbesondere durch die beiden dreistufig teleskopartig ausfahrbaren Hubsäulen 9 gebildet ist, in einer eingefahrenen Position befindet. In der eingefahrenen Position ist der Handhabungsroboter 1 besonders kompakt und kann dadurch beispielsweise besonders mobil eingesetzt werden.
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Der Handhabungsroboter 1 weist beispielsweise eine Erfassungseinrichtung und/oder eine Steuerungseinrichtung auf, welche beispielsweise beide, insbesondere beispielsweise mit einem Akkumulator und/oder einer weiteren Energieversorgungsquelle in einer Versorgungsbox 14 aufgenommen sind. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Versorgungsbox 14 somit die Steuerungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung.
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Die Greifvorrichtung 7 weist wenigstens ein Linearelement 15 auf, durch welches das wenigstens eine Greifelement 8 relativ zum Drehteller 6 verlagerbar ist. Dabei ist es insbesondere in seiner Höhe und/oder Orientierung zum Drehteller 6 verlagerbar. Vorteilhafterweise ist die Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche zumindest teilweise insbesondere in der Versorgungsbox 14 angeordnet ist und wenigstens einen an der Greifvorrichtung 7, insbesondere an dessen Greifelement 8 angeordnete Kamera zum Erfassen des Ladungsträgers 2 aufweist.
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Dabei ist vorteilhafterweise das wenigstens eine Greifelement 8 als Sauggreifer und/oder als Hakengreifer ausgebildet. Durch die Erfassungseinrichtung können mit der Kamera erfasste Bilder von Regalen und/oder einer Umgebung des Handhabungsroboters 1 und sich darin befindende Ladungsträger 2 erkannt werden und somit vorteilhaft auf dem Drehteller 6 positioniert werden. Darüber hinaus können auf dem Drehteller 6 angeordnete Ladungsträger 2 erkannt werden und somit beispielsweise durch Drehung des Drehtellers 6 ausgerichtet werden um beispielsweise besonders vorteilhafte in ein Regal eingebracht werden zu können.
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Vorteilhafterweise wird zum Bewegen des Handhabungsroboters 1 mittels der Bewegungseinheit 3 eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche ebenfalls vorteilhafterweise zumindest teilweise in der Versorgungsbox angeordnet ist, und welcher eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, beziehungsweise welche über eine Sensoreinrichtung verfügt, welche beispielsweise über Lidarsensor und/oder Kamerasensor verfügt. Dabei ist das Bewegen des Handhabungsroboters 1 in Abhängigkeit von Sensordaten der wenigstens einen Sensoreinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung steuerbar. Dabei kann das Bewegen insbesondere durch Erfassen und Kartographieren mittels so genannter Slam-Methode erfolgen. So kann die Steuerungseinrichtung beispielsweise Odometriedaten des Antriebs 4 verarbeiten und gleichzeitig beispielsweise die Sensordaten der Sensoreinrichtung und/oder der Kamera der Erfassungseinrichtung, wodurch der Handhabungsroboter besonders vorteilhaft autonom betrieben werden kann. Die Steuerungseinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet den gesamten Handhabungsroboter 1 zu bedienen und somit dessen Kinematik und/oder Kinetik zu steuern und/oder zu regeln.
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Dabei ist die Steuerungseinrichtung beispielsweise als elektronische Recheneinrichtung ausgebildet und verfügt über Algorithmen des maschinellen Lernens, sodass der Handhabungsroboter 1 als besonders vorteilhaft autonom betrieben werden kann. Die Erfassungseinrichtung und/oder die Steuerungseinrichtung können jeweils beide über Funktionen des maschinellen Lernens verfügen, sodass beispielsweise bei der Erfassungseinrichtung insbesondere ein maschinelles Sehen umgesetzt werden kann, wodurch beispielsweise eine Objekterkennung, insbesondere für Ladungsträger 2 besonders vorteilhaft realisiert werden kann. Ferner können die Steuerungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung als eine Einrichtung ausgebildet sein und/oder Daten untereinander austauschen.
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Die 3 und 4 zeigen den Handhabungsroboter 1 einmal in einer schematischen Draufsicht und einmal in einer schematischen Frontansicht, jeweils insbesondere in dem Zustand, in welchem die Hubeinheit 5 nicht ausgefahren und somit eingefahren ist. Dabei ist vorteilhafterweise die Grundfläche des Roboters derart ausgebildet, dass diese weniger als einen Quadratmeter beträgt, so kann beispielsweise die Länge des Handhabungsroboters 1 941 Millimeter betragen und die Breite ebenfalls 941 Millimeter.
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Im zusammengefahrenen beziehungsweise eingefahrenen Zustand kann insbesondere der Drehteller 6 beispielsweise bis auf circa 400 Millimeter über einem Boden abgesenkt werden, wodurch beispielsweise Regale realisiert werden können, deren unterer Regalboden beispielsweise nur 300 Millimeter über dem Boden angeordnet ist.
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5 zeigt den Handhabungsroboter 1 in einer schematischen Seitenansicht, wobei die Hubeinheit 5, insbesondere in Form der Hubsäulen 9 ausgefahren ist, wobei dadurch beispielsweise eine Höhe des Drehtellers 6 über dem Boden von bis zu 2100 Millimetern oder mehr erreicht werden kann. Vorzugsweise beträgt eine maximale Höhe der Versorgungsbox 14 weniger als 100 Millimeter, insbesondere kann diese ebenfalls 941 Millimeter betragen, sodass der Handhabungsroboter 1 insbesondere würfelförmig in einem Zustand, in welchem die Hubeinheit 5 eingefahren ist, ausgebildet werden kann. So kann der Handhabungsroboter 1 beispielsweise besonders vorteilhaft transportiert werden.
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6 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Ansicht einen Produktionsausschnitt. Wobei Punkt 1 zeigt, dass der Handhabungsroboter 1 sich insbesondere autonom zu in Regalen angeordneten Ladungsträgern 2 bewegt. In Punkt 2 wird mit Hilfe der Erfassungseinrichtung und insbesondere unter Zuhilfenahme von künstlicher Intelligenz, durch das maschinelle Lernen, eine Position des zu greifenden Ladungsträgers 2 ermittelt. Anschließend wird in Punkt 3 mit Hilfe einer Feinpositionierung, welche ebenfalls auf maschinellem Lernen basieren kann, der Handhabungsroboter 1 derart ausgerichtet, dass dessen Position entsprechend zu einem Behältertyp des Ladungsträgers 2 korrespondiert. Anschließend wird in Punkt 4 der Ladungsträger 2 mit dem Greifelement 8 und der Greifvorrichtung 7 auf die drehbare Plattform des Roboters, den Drehteller 6, transferiert. In Punkt 5 ist zu sehen, wie der Drehteller 6 den Ladungsträger 2 entsprechend für eine Abgabeposition ausgerichtet hat.
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In Punkt 6 fährt der Handhabungsroboter 1 das Ziel an und gibt dem Ladungsträger 2 beispielsweise an die Wirkstelle 16 ab.
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Durch den gezeigten Handhabungsroboter 1, welcher aufgrund seiner besonders kompakten Bauform den Namen PlaceBot-Mini tragen kann, ist auf besonders vorteilhafte Weise eine besonders flexible und kompakte Möglichkeit des Materialflusses, insbesondere in der Kraftfahrzeugproduktion, realisierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handhabungsroboter
- 2
- Ladungsträger
- 3
- Bewegungseinheit
- 4
- omnidirektionaler Antrieb
- 5
- Hubeinheit
- 6
- Drehteller
- 7
- Greifvorrichtung
- 8
- Greifelement
- 9
- Hubsäule
- 10
- omnidirektionales Antriebselemente
- 11
- Verstellelement
- 12
- erste Linearachse
- 13
- zweite Linearachse
- 14
- Versorgungsbox
- 15
- Linearelement
- 16
- Wirkstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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